实验室建设的指导思想是，坚持科技创新的四个面向，将机器智能与先进计算的融合和发展作为实验室建设的主线。定为依托先进计算实现机器智能及智能系统应用，与发展新一代人工智能的国家战略是一致的，也与大湾区国际科技创新中心建设、支撑数字经济转型升级的新需求契合。实验室具体的任务是，以机器智能为基础、先进计算为支撑、智能系统为载体，在基础理论与关键技术上突破创新，并应用推广。基于上述定位，实验室设置三个研究方向，体现机器智能与先进计算的融合和发展的理念：机器智能、先进计算和智能系统与应用。

先进计算方向：将依托国家广州超算中心，构建支撑机器智能与先进计算深度融合的大数据处理和智能服务的先进计算体系和平台，满足国家在大科学发展与大工程及数字化产业升级的需求。

机器智能方向：面向新一代智能技术与系统发展和应用需要，依托先进计算的支撑，聚焦机器智能与先进计算的特色融合，在学科前沿基础理论与关键技术方面取得突破和创新。

智能系统与应用方向：立足服务于大湾区国际科技创新中心建设和赋能数字经济转型升级的新需求，发展新一代智能系统技术，推动更高水平的智能系统示范应用。